1. (G1 - utfpr 2014) Sobre fenômenos ópticos, considere as afirmações abaixo. I. Se uma vela é colocada na frente de um espelho plano, a imagem dela localiza-se atrás do espelho. II. Usando um espelho convexo, você pode ver uma imagem ampliada do seu rosto. III. Sempre que um raio luminoso muda de velocidade ao mudar de meio, também ocorre mudança na direção de propagação. Está correto apenas o que se afirma em: a) I. b) II. c) III. d) I e III. e) II e III. 2. (Uemg 2014) Muitos profissionais precisam de espelhos em seu trabalho. Porteiros, por exemplo, necessitam de espelhos que lhes permitem ter um campo visual maior, ao passo que dentistas utilizam espelhos que lhes fornecem imagens com maior riqueza de detalhes. Os espelhos mais adequados para esses profissionais são, respectivamente, espelhos a) planos e côncavos. b) planos e convexos. c) côncavos e convexos. d) convexos e côncavos. 3. (Uepg 2013) Um objeto real é posicionado na frente de um espelho esférico entre o seu centro de curvatura e o seu foco. Sobre a natureza do espelho e a imagem conjugada, assinale o que for correto. 01) A imagem conjugada será virtual. 02) A imagem conjugada será ampliada. 04) O espelho é côncavo. 08) A imagem conjugada será direita. 4. (Ufrgs 2012) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Para que os seguranças possam controlar o movimento dos clientes, muitos estabelecimentos comerciais instalam espelhos convexos em pontos estratégicos das lojas. A adoção desse procedimento deve-se ao fato de que esses espelhos aumentam o campo de visão do observador. Isto acontece porque a imagem de um objeto formada por esses espelhos é...,... e... objeto. a) virtual direta menor que o b) virtual invertida maior que o c) virtual invertida igual ao d) real invertida menor que o e) real direta igual ao 5. (Uff 2010) A figura mostra um objeto e sua imagem produzida por um espelho esférico.
Escolha a opção que identifica corretamente o tipo do espelho que produziu a imagem e a posição do objeto em relação a esse espelho. a) O espelho é convexo e o objeto está a uma distância maior que o raio do espelho. b) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado entre o foco e o vértice do espelho. c) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado a uma distância maior que o raio do espelho. d) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado entre o centro e o foco do espelho. e) O espelho é convexo e o objeto está posicionado a uma distância menor que o raio do espelho. 6. (Unesp 2009) Um estudante compra um espelho retrovisor esférico convexo para sua bicicleta. Se ele observar a imagem de seu rosto conjugada com esse espelho, vai notar que ela é sempre a) direita, menor que o seu rosto e situada na superfície do espelho. b) invertida, menor que o seu rosto e situada atrás da superfície do espelho. c) direita, menor que o seu rosto e situada atrás da superfície do espelho. d) invertida, maior que o seu rosto e situada atrás na superfície do espelho. e) direita, maior que o seu rosto e situada atrás da superfície do espelho. 7. (Cefet MG 2014) No vácuo, um determinado meio material isotrópico e transparente com índice de refração absoluto igual a 2 apresentará a condição de reflexão total para um raio de luz com ângulo limite de incidência igual a, propagando-se do para o. Os termos que preenchem, corretamente, as lacunas são a) 30, material, vácuo. b) 30, vácuo, material. c) 60, material, vácuo. d) 60, vácuo, material. e) 90, vácuo, material. 8. (Pucrj 2012) Um feixe luminoso se propagando no ar incide em uma superfície de vidro. Calcule o ângulo que o feixe refratado faz com a normal à superfície sabendo que o ângulo de incidência θ i é de 60 e que os índices de refração do ar e do vidro, ηar e η vidro, são respectivamente 1,0 e 3. a) 30 b) 45 c) 60 d) 73 e) 90 9. (Ufu 2011) A tabela abaixo mostra o valor aproximado dos índices de refração de alguns meios, medidos em condições normais de temperatura e pressão, para um feixe de luz incidente com comprimento de onda de 600 nm
Material Índice de refração Ar 1,0 Água (20º C) 1,3 Safira 1,7 Vidro de altíssima dispersão 1,9 Diamante 2,4 O raio de luz que se propaga inicialmente no diamante incide com um ângulo i 30º em um meio desconhecido, sendo o ângulo de refração r 45º. O meio desconhecido é: a) Vidro de altíssima dispersão b) Ar c) Água (20ºC) d) Safira 10. (Udesc 2009) Um feixe de luz, cujo comprimento de onda é igual a 600 nm, propagando-se no ar, incide sobre um bloco de material transparente. O feixe de luz incidente forma um ângulo de 30 com relação a uma reta normal à superfície do bloco, e o refratado faz um ângulo de 20 com a normal. Considerando o índice de refração do ar igual a 1,00 e a tabela a seguir, o valor do índice de refração do material é: a) 1,47 b) 0,68 c) 2,56 d) 0,93 e) 1,00 11. (G1 - utfpr 2007) Um raio luminoso se propaga no ar e refrata, passando a se propagar na água. Qual dos esquemas pode representar corretamente essa refração?
12. (Uff 2007) As leis de reflexão e refração podem ser verificadas através do experimento indicado na figura 1, onde um feixe estreito de luz monocromática, proveniente do ar, incide sobre a face plana de um bloco de vidro cuja seção reta é um semicírculo. O semicírculo é concêntrico com o transferidor, e a normal à face plana do semicírculo passa pelo zero da escala do transferidor. a) Fazendo uso da tabela a seguir faça uma estimativa do índice de refração do vidro. b) Observe que o feixe de luz incidente na face curva do bloco não desvia ao passar do vidro para o ar. Explique por que isso ocorre. c) Suponha que o bloco do experimento fosse substituído por outro de faces paralelas, feito do mesmo material. Desenhe na figura 2 a trajetória do feixe nessa nova situação.
13. (Ufal 2006) Um feixe de luz monocromática incide na superfície plana de separação entre dois meios transparentes e homogêneos A e B, como representa a figura. Dados: sen 30 = 1 2 sen 60 3 = 2 Velocidade da luz no vácuo = 3,0 10 8 m/s Sabendo que o meio A é o vácuo, determine: a) o índice de refração absoluto do meio B; b) a velocidade de propagação da luz no meio B. 14. (Mackenzie 1998) Um feixe luminoso monocromático atravessa um determinado meio homogêneo, transparente e isótropo, com velocidade de 2,4.10 8 m/s. Considerando c=3,0.10 8 m/s, o índice de refração absoluto deste meio é: a) 1,25 m/s b) 1,25 c) 0,8 m/s d) 0,8 e) 7,2.10 16 m 2 /s 2 15. (Enem 2012) Alguns povos indígenas ainda preservam suas tradições realizando a pesca com lanças, demonstrando uma notável habilidade. Para fisgar um peixe em um lago com águas tranquilas o índio deve mirar abaixo da posição em que enxerga o peixe. Ele deve proceder dessa forma porque os raios de luz a) refletidos pelo peixe não descrevem uma trajetória retilínea no interior da água. b) emitidos pelos olhos do índio desviam sua trajetória quando passam do ar para a água. c) espalhados pelo peixe são refletidos pela superfície da água. d) emitidos pelos olhos do índio são espalhados pela superfície da água. e) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam da água para o ar. 16. (Ufpa 2011) Os índios amazônicos comumente pescam com arco e flecha. Já na Ásia e na Austrália, o peixe arqueiro captura insetos, os quais ele derruba sobre a água, acertando-os com jatos disparados de sua boca. Em ambos os casos a presa e o caçador encontram-se em meios diferentes. As figuras abaixo mostram qual é a posição da imagem da presa, conforme vista pelo caçador, em cada situação.
Identifique, em cada caso, em qual dos pontos mostrados, o caçador deve fazer pontaria para maximizar suas chances de acertar a presa. a) Homem em A; peixe arqueiro em 1 b) Homem em A; peixe arqueiro em 3 c) Homem em B; peixe arqueiro em 2 d) Homem em C; peixe arqueiro em 1 e) Homem em C; peixe arqueiro em 3 17. (Ufscar 2005) Um canhão de luz foi montado no fundo de um laguinho artificial. Quando o lago se encontra vazio, o feixe produzido corresponde ao representado na figura. Quando cheio de água, uma vez que o índice de refração da luz na água é maior que no ar, o esquema que melhor representa o caminho a ser seguido pelo feixe de luz é 18. (Unirio 2004) Um cão está diante de uma mesa, observando um peixinho dentro do aquário, conforme representado na figura. Ao mesmo tempo, o peixinho também observa o cão. Em relação à parede P do aquário e às distâncias reais, podemos afirmar que as imagens observadas por cada um dos animais obedecem às seguintes relações:
a) O cão observa o olho do peixinho mais próximo da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão mais distante do aquário. b) O cão observa o olho do peixinho mais distante da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão mais próximo do aquário. c) O cão observa o olho do peixinho mais próximo da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão mais próximo do aquário. d) O cão observa o olho do peixinho mais distante da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão também mais distante do aquário. e) O cão e o peixinho observam o olho um do outro, em relação à parede P, em distâncias iguais às distâncias reais que eles ocupam na figura. 19. (Uerj 2004) Um banhista deixa os óculos de mergulho caírem no fundo de uma piscina, na qual a profundidade da água é de 2,6 m. O banhista, de fora d'água, vê os óculos segundo uma direção perpendicular ao fundo da piscina. A profundidade aparente em que os óculos se encontram, em metros, é: a) 0,65 b) 1,30 c) 1,95 d) 2,60 20. Determine graficamente as imagens conjugadas e classifique-as quanto a natureza, tamanho, orientação e localização. a)
b)
Gabarito: Resposta da questão 1: [A] [I] Correta. No espelho plano, objeto e imagem são simétricos em relação ao plano do espelho, localizando-se sempre em lados opostos, um na frente, o outro atrás. [II] Incorreta. Sendo seu rosto um objeto real, o espelho convexo fornece uma imagem virtual direita e menor. [III] Incorreta. Quando o raio incide normalmente à superfície, não ocorre desvio em sua trajetória. Resposta da questão 2: [D] O espelho que fornece maior campo visual são os convexos. Para ampliar imagens, são usados espelhos côncavos. Resposta da questão 3: 02 + 04 = 06. A figura ilustra a situação: [01] Incorreta. A imagem conjugada será real. [02] Correta. A imagem conjugada será ampliada, como mostra a figura. [04] Correta. Somente espelho esférico côncavo forma imagem real de objeto real. [08] Incorreta. A imagem conjugada será invertida. Resposta da questão 4: [A] Os clientes na loja são objetos reais e, num espelho esférico convexo, a imagem de um objeto real é sempre: virtual, direita e menor que o objeto. Resposta da questão 5: [D] Analisando a figura dada, notamos que a imagem do objeto real está invertida e ampliada. Esse caso só acontece para um espelho esférico côncavo, quando o objeto está entre o centro de curvatura (C) e o foco (F), como ilustra a figura a seguir.
Resposta da questão 6: [C] No espelho esférico convexo, a imagem de um objeto real é sempre: virtual (atrás do espelho), direita e menor, situada entre o foco e o vértice. Resposta da questão 7: [A] Calculando o ângulo limite (L): nvácuo 1 sen L L 30. nmat 2 A reflexão total somente ocorre quando o sentido de propagação da luz é do meio mais para o menos refringente, ou seja, do material para o vácuo. Resposta da questão 8: [A] Aplicando a lei de Snell: nar sen θ1 nvidro sen r 1 sen 60 3 sen r 3 1 3 sen r sen r 2 2 r 30 Resposta da questão 9: [D] Lei de Snell: n 1.sen θi n 2.senθr 2 2, 4.sen30º n 2.sen45º 2,4 0,5 n 2. n2 1,70 2 Resposta da questão 10: [A] Resolução Pela 2ª lei da refração ou Lei de Snell n ar.seni = n bloco.senr 1.sen30 = n.sen20 0,50 = n.0,34 n = 0,50 0,34 = 1,47
Resposta da questão 11: [D] Resposta da questão 12: a) A figura abaixo mostra os ângulos de incidência e refração na passagem do ar para o vidro. Aplicando Snell, vem: 0 0 0,87 n ar.sen60 n vidro.sen35 1 0,87 nvidro 0,57 nv 1,5 0,57 b) Ângulo de incidência igual a zero ângulo de refração = 0 c) Observe a figura a seguir: Resposta da questão 13: a) 1,73 b) 1,73 10 8 m/s Resposta da questão 14: [B] Resposta da questão 15: [E]
A figura mostra um raio refletido pelo peixe, que atinge o olho do observador. Ao refratar-se da água para o ar, ele sofre desvio em sua trajetória. O observador vê a imagem do peixe acima de sua posição real. Resposta da questão 16: [E] A luz sempre vai do objeto para o observador. No primeiro caso, o peixe é objeto e o homem é o observador. A luz está passando da água (meio mais refringente) para o ar (meio menos refringente), afastando-se da normal, de acordo com a lei de Snell. Por isso o homem deve fazer pontaria em C. No segundo caso, o inseto é objeto e o peixe arqueiro é o observador. A luz está passando do ar (meio menos refringente) para a água (meio mais refringente), aproximando-se da normal, de acordo com a lei de Snell. Por isso o peixe arqueiro deve fazer pontaria em 3. Resposta da questão 17: [B] Resposta da questão 18: [A] A figura mostra o trajeto de um raio luminoso que sai do cão e chega ao peixe.
A figura mostra o trajeto de um raio luminoso que sai do peixe chega ao cão. Resposta da questão 19: [C]